of 14 /14
Dispozitive Dispozitive ş ş i circuite i circuite electronice electronice Comportarea Comportarea î î n n frecven frecven ţ ţ ă ă Amplificatoare cascodă Amplificatoare cascodă

Dispozitive şi circuite electronice · Dispozitive şi circuite electronice Comportarea înfrecven ţă Amplificatoare cascodă. 2/14 frecvenţemedii: – condensatoarele de cuplaj

  • Author
    others

  • View
    53

  • Download
    2

Embed Size (px)

Text of Dispozitive şi circuite electronice · Dispozitive şi circuite electronice Comportarea înfrecven...

  • Dispozitive Dispozitive şşi circuite i circuite electroniceelectronice

    �� ComportareaComportarea îînn frecvenfrecvenţţăă

    �� Amplificatoare cascodă Amplificatoare cascodă

  • 2/14

    � frecvenţe medii:– condensatoarelecondensatoarele de de cuplajcuplaj →→ scurtcircuitscurtcircuit–– condensatoarelecondensatoarele paraziteparazite intrinseciintrinseci tranzistoruluitranzistorului →→ îîntreruperintreruperi

    � frecvenţe joase:- condensatoarelecondensatoarele de de cuplajcuplaj →→ impedanteimpedante echivalenteechivalente-- condensatoarelecondensatoarele paraziteparazite intrinseciintrinseci tranzistoruluitranzistorului →→ îîntreruperintreruperi

    � frecvenţe înalte: - condensatoarelecondensatoarele de de cuplajcuplaj →→ scurtcircuitscurtcircuit-- condensatoarelecondensatoarele paraziteparazite intrinseciintrinseci tranzistoruluitranzistorului →→ impedanteimpedante

    echivalenteechivalente

    • trebuietrebuie luateluate îînn considerareconsiderare si:si:- rezistenrezistenţţaa de de ieieşşireire a a surseisursei de de semnalsemnal-- rezistenrezistenţţaa de de sarcinsarcinăă

    ComportareaComportarea îînn frecvenfrecvenţţăă

  • 3/14

    ( )( )ω

    ωω

    jv

    jvjA

    i

    ov =)(

    Conexiune SC

    vo(jω)=Fo(jω)⋅id(jω);

    id(jω)=Fs(jω)⋅vg(jω);

    vg(jω)=Fi(jω)⋅vi(jω);

    ( ) ( ) ( )ωωωω jFjFjFjA osiv ⋅⋅=)(

    � Analiza in domeniul frecventelor joase

  • 4/14

    ( )( )( ) ( ) i

    i

    i

    g

    iCRRj

    CRj

    jv

    jvjF

    G

    G

    ++==

    ω

    ω

    ω

    ωω

    1

    ( ) ( ) CiiCiLi

    CRRCRRf

    G+

    =+

    =ππ 2

    1

    2

    1

    FTS, introduce pol la frecventa

    frecvenţa polului: produsuldintre condensatorul CCi şi rezistenţa echivalentă la bornele lui

    ( )( )( )ω

    ωω

    jv

    jijF

    g

    ds =

    SS

    m

    Ls

    CRg

    f

    =

    ||1

    2

    1

    π

    ( )( )( )ω

    ωω

    ji

    jvjF

    d

    oo =

    ( ) ( ) CoLoCoLDLo

    CRRCRRf

    +=

    +=

    ππ 2

    1

    2

    1

    • pol dominant: cel mai mare dintre ffLiLi, , ffLsLs, , ffLoLo daca este cu o decada mai mare decat oricaredintre celelalte

    • uzual dat de fLs la aceleasicapacitati de cuplaj

  • 5/14

    � Analiza in domeniul frecventelor inalte

    reflectarea Cgd la intrare cu teorema lui Miller

    ( ) gdLmgsi CRgCC '1++=

    ( )( )( ) ( ) iG

    Lm

    G

    G

    i

    ov

    CRRjRg

    RR

    R

    jv

    jvjA

    ||1

    1'

    ωω

    ωω

    +⋅⋅

    +−==

    Lm

    G

    Gvo Rg

    RR

    RA '⋅

    +−=

    ( ) ( ) iiiGH

    CRRCRRf

    ||2

    1

    ||2

    1

    ππ==

    Cds nu esteprezentatadeoarecegenereaza un pol la o frecventa multmai mare decatcel generat deCgs si Cgd

  • 6/14

    Exemplul numeric

    CCi=CCo=Cs=10µF, R=20KΩ, RG=2MΩ, RD=10kΩ, RL=20kΩ,

    Rs=10KΩ, I=400µA.

    K=100µA/V2, (W/L)=18, VA=100V. La I=400µA Cgs=Cgd= 1pF

    mS2,1=mgRezolvare: KΩ250=or

    ( )mHz8

    1010102000202

    163

    ≅⋅⋅+

    =−π

    Lif

    Hz21

    10101010||2,1

    12

    1

    63

    ⋅⋅

    =

    −πLsf

    ( )Hz5,0

    10101020102

    163

    ≅⋅⋅+

    =−π

    Lof

    fL=21Hz

    Rezistenta de iesire a sursei de semnal, R nuafecteaza fLi darafecteaza fH

  • 7/14

    ( )[ ] ( )[ ] pF8,9120||10||2502,111||||1 ≅⋅++=++= gdLDomgsi CRRrgCC

    ( )KHz820

    108,9102000||202

    1123

    =⋅⋅⋅

    =−π

    Hf

    7,17)7,7log(20dB

    ==voA

    7.75.62.1202.0

    2−=⋅⋅

    +−=voA

  • 8/14

    Efectul fiecărui condensator se determinăconsiderând celelalte douăcondensatoare cu capacitatea infinită (impedanţă zero)

    Conexiunea EC

    � Analiza in domeniulfrecventelor joase

    CibeB

    LiCrRR

    f)||(π2

    1

    +=

    ;π2

    1

    EE

    LeCR

    f′

    =

    1

    ||||

    +

    +=′

    β

    RRrRR BbeEE

    CoLC

    LoCRR

    f)(π2

    1

    +=

    21 || BBB RRR =

  • 9/14

    � Analiza in domeniul frecventelor inalte

    bcLmbei CRgCC )1( ′++=

    ii

    LCm

    beB

    beBv

    CRRRg

    rRR

    rRA

    ′++−=

    ωω

    j1

    1)||(

    ||

    ||)j(

    RRrR Bbei ||||=′

    iBbe

    HCRRr

    f)||||π(2

    1=)||(

    ||

    ||LCm

    beB

    beBvo RRg

    rRR

    rRA

    +−=

  • 10/13

    Amplificatoare cascodăAmplificatoare cascodă� la conexiunile SC şi EC modulul amplificării şi banda de trecere sunt invers proporţionale datorită efectului Miller.

    � cu creşterea amplificării, creşte capacitatea parazită reflectată la intrare ceea ce duce la micşorarea benzii de frecvenţe de trecere

    Lm

    G

    Gvo Rg

    RR

    RA '

    +−=

    ( ) )'1)(||||π(21

    gdLmgsBbe

    HCRgCRRr

    f++

    =

    �reducerea efectului de multiplicarea a capacităţii datorită efectului Miller:configuraţia cascodă:

    - conectarea unui etaj în conexiunea SC (EC) şi a unui etaj în conexiunea GC (BC)

    • tehnica pentru amplificatoare de banda larga

  • 11/14

    Conexiunea cascodă cu tranzistore MOS

    −==

    2

    211

    1

    1||

    m

    om

    i

    ov

    grg

    v

    vA

    1

    2

    1o

    m

    rg

  • 12/14

    Frecventa inalta

    11111 2)1( gdgsgdvgsi CCCACC +=−+=

    Factorul de multiplicare al Cgd1 este 2, considerabil mai mic dacât al conexiunii SC . Ci rezultă mult mai redusă, ceea ce conduce la o valoare mult mai mare a frecvenţei superioare de tăiere:

    )1( 2Rgm ′+

    iG

    HCRR

    f)||(π2

    1=

    � ceilalti doi poli introdusi de Cgs2 şi de Cgd2 sunt la frecvenţe considerabil mai mari decât frecvenţa fH� CCii introduce polul dominant la introduce polul dominant la îînaltă frecvennaltă frecvenţţă ă şşi determină banda i determină banda de trecere a amplificatorului.de trecere a amplificatorului.

  • 13/14

    Exemplul numericMΩ421 == GG RR

    Ω= K10DR

    µA400=I

    KΩ20=R KΩ20=LR

    18)/( =LW V100=AV

    2V

    µA100=K

    pF1== gdgs CC

    mS 1,2µS 12004001810022 ==⋅⋅⋅== IL

    WKgm

    Ω=== M 24||4|| 21 GGG RRR

    [ ] 9,7)20||10(2,1200020

    20)||( −=⋅⋅

    +−=−

    += LDm

    G

    v RRgRR

    RA

    pF 31212 =⋅+=+= gdgsi CCC

    MHz 7,210310)2000||20(2

    1

    )||(2

    1123

    ≅⋅⋅⋅

    ==−ππ iG

    HCRR

    f

  • 14/14

    Conexiunea cascodă cu tranzistoare bipolare

    )||(1

    ||

    ||2

    2

    1

    1

    1LCm

    m

    m

    beB

    beB

    i

    ov RRg

    gg

    rRR

    rR

    v

    vA

    +==

    21 || BBB RRR =

    21 bebebe rrr ==

    21 mmm ggg ==

    )||(||

    ||LCm

    beB

    beBv RRg

    rRR

    rRA

    +−=

    )2)(||||(2

    1

    bcbeBbe

    HCCRRr

    f+

    Pentru tranzistoareT1 si T2 identice